顆(ke)粒、顆(ke)粒學及(ji)其(qi)在(zai)壹些工程(cheng)領(ling)域(yu)的(de)應(ying)用

顆(ke)粒、顆(ke)粒學及(ji)其(qi)在(zai)壹些工程(cheng)領(ling)域(yu)的(de)應(ying)用 

顆(ke)粒是物(wu)質(zhi)經破(po)碎(sui)或(huo)分裂加(jia)工過(guo)程(cheng)（自(zi)然的(de)或(huo)人工(gong)的(de)）所(suo)得到的(de)壹組或(huo)壹批在(zai)形(xing)狀(zhuang)、體積線(xian)度(du)等物化特(te)性(xing)方(fang)面具某(mou)種共(gong)同(tong)特(te)征的(de)粒狀(zhuang)物(wu)群體。它(ta)可以(yi)以(yi)單(dan)體存在(zai)，但卻以其(qi)群體特(te)性(xing)為(wei)科學與(yu)應(ying)用技(ji)術所(suo)關註(zhu)。顆(ke)粒形(xing)狀(zhuang)可(ke)以(yi)是球(qiu)狀(zhuang)的(de)，也(ye)可以(yi)是非(fei)球狀(zhuang)的(de)；顆(ke)粒的(de)體積線(xian)度(du)可以(yi)為(wei)納米(mi)級、微米(mi)級、毫(hao)米(mi)級，也(ye)可(ke)以(yi)更大(da)或(huo)更小(xiao)；顆(ke)粒可以(yi)是有(you)機(ji)的(de)（如(ru)生物(wu)菌(jun)等）或(huo)無機(ji)的(de)。

顆(ke)粒學是壹門跨(kua)學(xue)科、跨技(ji)術、跨(kua)行業(ye)的(de)綜(zong)合性(xing)技(ji)術科學。它(ta)研究(jiu)的(de)內(nei)容包括(kuo)顆(ke)粒的(de)形(xing)成(cheng)、顆(ke)粒的(de)行(xing)為與(yu)性(xing)質(zhi)和(he)顆(ke)粒應(ying)用測試(shi)技(ji)術。由於其(qi)橫跨範圍的(de)廣泛性(xing)和(he)基(ji)礎理(li)論的(de)多(duo)科性(xing)，所(suo)以顆(ke)粒學可(ke)被(bei)看為是壹門復雜於壹般(ban)工(gong)程(cheng)技(ji)術的(de)工(gong)程(cheng)科學。它(ta)既與(yu)若(ruo)幹基(ji)礎科學相毗鄰(lin)，又與(yu)工(gong)藝、工程(cheng)應(ying)用技(ji)術密切(qie)相關。

應(ying)該指出(chu)，隨著光(guang)電(dian)技(ji)術、激(ji)光(guang)技(ji)術的(de)發(fa)展(zhan)，近三(san)十年(nian)來，顆(ke)粒參數(shu)計(ji)量(liang)測試(shi)技(ji)術也(ye)發(fa)生了(le)質(zhi)的(de)飛(fei)躍(yue)，半(ban)導體激光(guang)器(qi)取(qu)代(dai)了(le)傳(chuan)統(tong)的(de)白(bai)熾燈(deng)光(guang)源(yuan)，不(bu)僅(jin)大(da)大(da)提(ti)高了(le)測試(shi)靈敏度(du)、穩(wen)定(ding)性(xing)，而(er)且(qie)也大(da)大(da)地(di)擴展(zhan)了可(ke)測的(de)粒徑(jing)範圍；也正是因為(wei)激(ji)光(guang)器(qi)的(de)出(chu)現(xian)，才(cai)使得(de)顆(ke)粒速度(du)與(yu)粒徑(jing)的(de)同(tong)時測量(liang)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)。

自(zi)然界(jie)中存在(zai)的(de)物(wu)質(zhi)大多是固體顆(ke)粒：土壤(rang)、砂(sha)石(shi)、大氣與(yu)水(shui)中的(de)有(you)機(ji)與(yu)無(wu)機(ji)顆(ke)粒塵埃(ai)等等。它(ta)們有(you)的(de)造(zao)福(fu)於人類，有(you)的(de)則(ze)為(wei)害於人類，威(wei)脅著健(jian)康和(he)各種機(ji)械(xie)的(de)安(an)全運(yun)轉，被視(shi)為(wei)“汙(wu)染顆(ke)粒”。廣義地(di)說(shuo)，顆(ke)粒也可(ke)以(yi)由氣(qi)體或(huo)液體組成(cheng)，稱(cheng)液體顆(ke)粒或(huo)氣體顆(ke)粒。如燃(ran)燒(shao)室(shi)中噴(pen)嘴噴(pen)出(chu)的(de)霧(wu)滴，是氣(qi)體中的(de)液(ye)體顆(ke)粒，液壓(ya)油、燃(ran)油中的(de)水(shui)滴(di)是液(ye)體中的(de)液(ye)體顆(ke)粒；滑油、液(ye)壓(ya)油、推進(jin)劑(ji)中的(de)微小(xiao)氣泡和(he)戰鬥(dou)機(ji)翻(fan)轉時油箱中的(de)氣(qi)泡，是液(ye)體中的(de)氣(qi)體顆(ke)粒；在(zai)自然界(jie)則(ze)更(geng)是如(ru)此，人類環(huan)境(jing)、宇宙空間(jian)，從星(xing)際(ji)塵埃(ai)到足下(xia)土(tu)地(di)，從天空、山(shan)川(chuan)，到田(tian)地(di)、河(he)流(liu)，到處(chu)皆(jie)有(you)顆(ke)粒。因此(ci)，從宏觀(guan)上(shang)看，可以(yi)說(shuo)物質(zhi)的(de)世(shi)界是顆(ke)粒的(de)世(shi)界。自二十(shi)世紀四(si)十年代開始(shi)，顆(ke)粒學作(zuo)為(wei)壹門學(xue)科，發(fa)展(zhan)至(zhi)今已有(you)五(wu)十多年的(de)歷(li)史。隨著現(xian)代科學技(ji)術的(de)發(fa)展(zhan)，顆(ke)粒技(ji)術作(zuo)為壹門新(xin)興(xing)的(de)邊(bian)緣(yuan)學(xue)科，已深(shen)入到兵器(qi)、航(hang)空、航(hang)天、航(hang)海、化工、冶(ye)金、石(shi)油、煤炭、電(dian)力、輕工(gong)、環(huan)保(bao)、地(di)質(zhi)、水(shui)利、醫(yi)藥(yao)、食(shi)品(pin)、氣(qi)象、材料(liao)以及交(jiao)通運(yun)輸(shu)等許多領(ling)域(yu)中。它(ta)在(zai)這些領(ling)域(yu)中的(de)應(ying)用是十(shi)分廣泛的(de)。大(da)到宇宙爆(bao)炸(zha)星(xing)球(qiu)起源(yuan)的(de)研(yan)究，小(xiao)至(zhi)分子(zi)、原(yuan)子(zi)技(ji)術、生(sheng)物工(gong)程(cheng)的(de)開(kai)發(fa)利用。

不同(tong)的(de)顆(ke)粒粒徑(jing)，使(shi)得(de)顆(ke)粒呈(cheng)現(xian)出不(bu)同(tong)的(de)物(wu)化性(xing)能(neng)，從而有(you)時對(dui)夾(jia)帶(dai)它(ta)的(de)流(liu)動介質(zhi)功(gong)能(neng)產(chan)生(sheng)不同程(cheng)度(du)的(de)利和(he)弊(bi)。燃(ran)油中適(shi)量(liang)的(de)微小(xiao)氣泡可(ke)以提(ti)高噴(pen)嘴的(de)霧(wu)化性(xing)能(neng)而(er)促進(jin)其(qi)燃燒(shao)，提(ti)高發(fa)動機(ji)效(xiao)率(lv)（如(ru)加氣(qi)噴(pen)嘴等）；過(guo)大(da)的(de)氣(qi)泡則(ze)會(hui)導(dao)致(zhi)燃(ran)燒(shao)惡(e)化甚(shen)至(zhi)熄火；火箭(jian)推進(jin)劑(ji)中的(de)固體顆(ke)粒會堵塞(sai)噴(pen)嘴，使發(fa)動機(ji)工(gong)作失常(chang)；納(na)米(mi)級微粒則(ze)可(ke)能(neng)使(shi)壹些物質(zhi)具有(you)**的(de)物(wu)化特(te)性(xing)；在(zai)液壓(ya)系(xi)統(tong)中大的(de)顆(ke)粒易於被(bei)濾(lv)除，而小(xiao)壹些的(de)顆(ke)粒則(ze)會(hui)進(jin)入系(xi)統(tong)破(po)壞(huai)系(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠性(xing)、安(an)全性(xing)。航(hang)空航(hang)天飛(fei)行(xing)器(qi)中三態(tai)顆(ke)粒汙染對(dui)飛(fei)行(xing)可(ke)靠性(xing)、安(an)全性(xing)的(de)影(ying)響從六、七(qi)十(shi)年(nian)代(dai)開(kai)始(shi)就(jiu)已引起了(le)歐美、前蘇聯等國家(jia)的(de)密切(qie)註(zhu)意(yi)，近(jin)二十年來我(wo)國也(ye)大大(da)加(jia)強了(le)這方(fang)面的(de)研(yan)究。部(bu)隊(dui)、廠、所合(he)作取(qu)得(de)了(le)可喜(xi)的(de)成(cheng)績(ji)。

  對(dui)於航(hang)空航(hang)天領(ling)域(yu)，燃油、滑(hua)油、液(ye)壓(ya)油及(ji)火箭(jian)推進(jin)劑(ji)系(xi)統(tong)中汙染顆(ke)粒的(de)測量(liang)分析(xi)應(ying)包括(kuo)粒度(du)測量(liang)和(he)顆(ke)粒分析(xi)。粒度(du)測量(liang)問題(ti)由於顆(ke)粒形(xing)狀(zhuang)及(ji)粒相的(de)三(san)態(tai)性(xing)，使(shi)得它(ta)不是壹個簡單的(de)單(dan)個顆(ke)粒幾何(he)線(xian)度(du)測量(liang)問題(ti)。球形(xing)固體顆(ke)粒可以(yi)在(zai)顯微鏡下測量(liang)並溯源(yuan)到幾何(he)量(liang)，而球(qiu)形(xing)氣、液態(tai)顆(ke)粒則(ze)無(wu)法(fa)直(zhi)接(jie)用幾何測量(liang)法來測量(liang)；對(dui)非(fei)球(qiu)形(xing)顆(ke)粒來說(shuo)，無論其等效(xiao)投(tou)影(ying)粒徑(jing)、等效(xiao)體積粒徑(jing)、等效(xiao)質(zhi)量(liang)粒徑(jing)、等效(xiao)沈(chen)降粒徑(jing)、等效(xiao)流(liu)阻(zu)粒徑(jing)還(hai)是等效(xiao)光(guang)散粒徑(jing)都(dou)不(bu)是簡(jian)單的(de)幾(ji)何測量(liang)問題(ti)。由於顆(ke)粒是以(yi)壹個群體的(de)形(xing)式(shi)存在(zai)，粒度(du)量(liang)通常(chang)是用壹定量(liang)的(de)顆(ke)粒群體的(de)粒徑(jing)統(tong)計(ji)分布(bu)來表(biao)示。其(qi)影(ying)響因素包括(kuo)顆(ke)粒線(xian)度(du)、顆(ke)粒形(xing)狀(zhuang)、顆(ke)粒的(de)表(biao)面狀(zhuang)態(tai)、顆(ke)粒在(zai)測量(liang)體中的(de)方(fang)位、折(zhe)射(she)率(lv)、密度(du)及其(qi)他(ta)物理(li)特(te)性(xing)等。因此(ci)，在(zai)通常(chang)的(de)工(gong)程(cheng)科研中，粒度(du)量(liang)的(de)校(xiao)準(zhun)是采(cai)用物化性(xing)能(neng)與(yu)被(bei)測的(de)顆(ke)粒相近(jin)的(de)標(biao)準(zhun)粉塵或(huo)由它(ta)配(pei)制(zhi)的(de)標(biao)準(zhun)樣液。為(wei)了分(fen)析(xi)汙(wu)染顆(ke)粒的(de)來源(yuan)，光(guang)有(you)顆(ke)粒度(du)測量(liang)還不(bu)夠，還必須對(dui)顆(ke)粒成(cheng)分(fen)進(jin)行(xing)分析(xi)，近(jin)些年來我(wo)國在(zai)這方面的(de)計(ji)量(liang)測試(shi)研究工(gong)作也(ye)逐(zhu)步開展(zhan)起來，並(bing)已取(qu)得(de)了(le)壹定的(de)經驗(yan)和(he)成(cheng)績(ji)。相(xiang)信(xin)隨著我(wo)國高技(ji)術的(de)發(fa)展(zhan)，通過(guo)廠、所、校(xiao)、部隊的(de)密切(qie)配(pei)合和(he)共(gong)同(tong)努力，和(he)民(min)用領(ling)域(yu)汙染顆(ke)粒的(de)計(ji)測工作(zuo)會取(qu)得(de)更(geng)快的(de)發(fa)展(zhan)。